喷雾干燥机及其气扫装置:喷雾干燥机

喷雾干燥机及其气扫装置

喷雾干燥是液体工艺成形和干燥工业中应用最广泛的工艺喷雾干燥机 。最适用于从溶液、乳液、悬浮液和糊状液体原料中生成粉末、颗粒状固体产品。现有的喷雾干燥机主要由喷雾干燥塔、雾化器、旋风分离器、加热设备和空气过滤设备组成,喷雾过程分为四个阶段:1、料液雾化,2、雾滴与热空气接触,3、蒸发形成颗粒状干燥成品,4、干燥后产品与空气分离并卸出。空气经过滤和加热,进入干燥塔顶部空气分配器,热空气进入干燥室。料液经塔体顶部的雾化器,喷雾呈极细微的雾状液滴,与热空气并流接触在极短时间内可干燥为成品。成品由干燥塔底部和旋风分离器中输出,废气由风机排空。

喷雾干燥机有时会被用于干燥特殊料液,例如中药浸膏和植物提取液喷雾干燥机 。若中药浸膏和植物提取液中含有熔点低的多糖成分,由于物料本身的特性,在喷雾干燥机的干燥塔内容易遇热软化,从而产生混药现象和粘壁现象,影响干燥的连续进程及产品的稳定性,因此,在有些喷雾干燥机中,会对干燥塔内壁进行连续吹扫。

现有的气扫杆为自下而上管道形式,且气扫杆上设有滚轮,气扫杆底部驱动其沿干燥塔内壁旋转,滚轮实现气扫杆与干燥塔内壁的滚动连接,例如中国专利CN208711070U喷雾干燥机 。但是,由于气扫杆跨度较大,设计上会产生一系列的问题。例如,由于气扫杆长度较长,只能采用分段连接的形式,起传动作用的气扫杆段与起吹扫功能的气扫杆段在干燥塔底部实现两段之间的连接,该连接部位设有挡水套,防止料液进入连接部位。但是,两个挡水套之间会有缝隙,干燥塔内的细粉容易进入缝隙和传动箱。而且,由于气扫杆本身长度较长,而仅滚轮部位长时间与干燥塔内壁接触,容易使干燥塔内壁的接触部位发生形变。同时,为了保证滚轮的正常转动,滚轮安装部位不可避免的会有缝隙,而吹扫时会有大量细粉产生,容易进入缝隙卡住滚轮。

发明内容

为了克服上述技术问题,本发明提供一种喷雾干燥机及其气扫装置喷雾干燥机

一种用于喷雾干燥机的气扫装置,所述喷雾干燥机包括干燥塔,所述气扫装置包括气扫杆,所述气扫杆一部分设置在干燥塔内部,所述气扫杆的另一部分由上至下依次穿过干燥塔底部的出料段和密封结构,所述气扫杆在干燥塔出料段内套设有挡水套,所述挡水套包括第一挡套和第二挡套,第一挡套与干燥塔出料段底部内表面密封固定,出料段内气扫杆的上部密封固定开口向下的第二挡套,第一挡套套设在出料段内气扫杆的下部,第二挡套的开口套设在第一挡套的上开口外,第二挡套与第一挡套之间具有间隙,所述气扫杆穿过密封结构与电机的转轴传动连接,所述气扫杆穿过密封结构后向下延伸的伸出端与高压风机连通,所述气扫杆设置在干燥塔内的部分开设有吹气口;所述伸出端侧面设有接口,所述密封结构侧面开设有气封进口,所述接口与气封进口通过管路连通,密封结构的顶部与第一挡套的下开口连通;所述气扫杆的上端部设有与干燥塔内壁的内表面接触的滚动结构,所述滚动结构包括固定轴、轴承和滚轮组件,所述固定轴与气扫杆的上端部相互固定,轴承内圈套设固定在固定轴上,轴承外圈与滚轮组件相互固定,所述滚轮组件与干燥塔内壁的内表面滚动连接,所述固定轴内开设有气道,固定轴与滚轮组件之间具有安装间隙,所述安装间隙通过气道与气扫杆内部连通喷雾干燥机

所述气扫杆至少包括传动杆段和吹扫杆段,所述传动杆段的一端与吹扫杆段的一端相连,传动杆段与电机的转轴传动连接,所述吹扫杆段设置在干燥塔内,且吹扫杆段上开设所述吹气口,吹扫杆段的另一端位于干燥塔内上方喷雾干燥机

所述传动杆段与吹扫杆段之间通过轴套连接,传动杆段与吹扫杆段相互连接的接口位于第一挡套内,所述轴套位于第一挡套和第二挡套内,第二挡套罩设在第一挡套上,第二挡套与第一挡套之间具有间隙喷雾干燥机

所述气扫杆的传动杆段在远离吹扫杆段的一端为伸出端,所述伸出端伸出所述密封结构并与高压风机连通喷雾干燥机

所述滚动结构还包括骨架油封,所述滚轮组件包括滚轮和轮毂,所述滚轮与干燥塔内壁的内表面滚动连接,轴承外圈与轮毂相互固定,所述轮毂内圈具有安装槽,所述轴承和骨架油封位于安装槽内,骨架油封位于轴承底部且与轴承内圈相互固定,所述滚轮套设在轮毂上并与轮毂固定,所述安装间隙位于骨架油封下方喷雾干燥机

所述滚轮为四氟轮,所述干燥塔内壁的外表面设有一个法兰圈,所述法兰圈的高度位置在所述滚轮的滚动路径上喷雾干燥机

所述密封结构包括传动箱,电机位于传动箱外部,电机的转轴伸入传动箱内,电机通过传动箱内的传动组件驱动气扫杆转动喷雾干燥机

所述密封结构分为相互密封的上下两部分,传动箱位于密封结构的下半部分,所述气封进口设置在密封结构的上半部分,密封结构的上半部分与第一挡套的下开口连通喷雾干燥机

一种喷雾干燥机,包括所述的用于喷雾干燥机的气扫装置喷雾干燥机

所述干燥塔由外至内包括外包层、保温层、冷风夹套和内壁,所述法兰圈设置在外包层与内壁之间喷雾干燥机

喷雾干燥机中,空气经空气过滤器过滤和加热器加热,进入干燥塔顶部空气分配器,热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室喷雾干燥机 。供料泵将料液经塔体顶部的离心雾化器,喷雾呈极细微的雾状液滴,与热空气并流接触在极短时间内可干燥为成品。成品连续地由干燥塔底部和旋风分离器中输出,废气由抽风机排空。在此过程中,气扫装置也同时工作。在干燥塔内的气扫装置对干燥塔内壁进行连续吹扫,避免产生混药现象和粘壁现象,影响干燥的连续进程及产品的稳定性。高压风机将加热过滤后的空气送入气扫杆内,气扫杆上的吹气口对干燥塔进行吹扫,电机驱动气扫杆沿着干燥塔内壁旋转,气扫杆旋转的同时,带动滚动结构中的滚轮在干燥塔内壁滚动,气扫杆旋转能够将干燥塔内壁上吸附的干粉吹扫干净。

这是一个非常专业的话题,我将从基本原理、工作流程、气扫装置的关键作用以及常见类型等方面进行阐述喷雾干燥机

一、喷雾干燥机概述

喷雾干燥机是一种将液态物料(溶液、乳液、悬浮液或浆料)通过雾化器转化为极细小的雾滴,并利用热空气(或其它气体)使其瞬间干燥成为粉末状或颗粒状产品的设备喷雾干燥机

核心优点:

干燥速度快:雾化后表面积巨大,传热传质效率极高,通常只需几秒到几十秒喷雾干燥机

产品品质好:虽然进风温度高,但由于蒸发吸热,物料本身温度并不高,适合热敏性物料(如食品、药品、生物制品)喷雾干燥机

工艺流程简单:液态物料可直接得到干粉产品,省去了蒸发、结晶、分离、粉碎等多道工序喷雾干燥机

易于控制:通过调节进料速度、进风温度、雾化参数等,可以方便地控制产品的粒度、水分、形状等指标喷雾干燥机

自动化程度高:可连续化生产,易于与前后工序衔接喷雾干燥机

主要应用领域:

食品工业:奶粉、豆粉、咖啡粉、果汁粉、蛋粉、香料等喷雾干燥机

制药工业:抗生素、酶制剂、中药提取物、赋形剂等喷雾干燥机

化学工业:染料、颜料、洗涤剂、陶瓷粉料、塑料树脂等喷雾干燥机

环保行业:废水处理中产生的污泥干燥喷雾干燥机

二、喷雾干燥机的工作流程与主要组成部分

一套典型的喷雾干燥系统主要包括以下几个部分:

供料系统:料液泵、过滤器等,负责将物料稳定地输送到雾化器喷雾干燥机

雾化系统(雾化器):这是喷雾干燥机的“心脏”喷雾干燥机 。其作用是将料液分散成均匀的微小液滴(10-200μm)。主要类型有:

离心式雾化器(旋转式):高速旋转的圆盘利用离心力将料液甩出成丝、断裂成滴喷雾干燥机 。产品粒度均匀,处理量大,适用于高固含量物料。

压力式雾化器:高压泵将料液压入喷嘴,通过小孔喷出形成雾状喷雾干燥机 。能耗低,产品颗粒较粗,密度大。

气流式雾化器:利用高速气流(压缩空气或蒸汽)的动能将料液撕裂雾化喷雾干燥机 。结构简单,可处理高粘度物料,但能耗较高。

空气加热与输送系统:空气过滤器、加热器(蒸汽、电、燃气、燃油)、风机等,提供洁净的干燥热风喷雾干燥机

干燥塔(干燥室):物料与热空气进行热质交换的空间喷雾干燥机 。其尺寸设计至关重要,必须保证液滴在到达塔壁前有足够的停留时间完成干燥。

气固分离系统:这是本文的重点——气扫装置喷雾干燥机 。用于将干燥后的产品从废气中高效地分离收集出来。

三、气扫装置:功能、类型与重要性

“气扫”这个词非常形象地描述了其功能:用气体(通常是空气)“清扫”和输送物料喷雾干燥机 。在喷雾干燥中,它特指将干燥塔底部和旋风分离器中的干粉产品有效排出的装置。

为什么需要气扫装置喷雾干燥机

防止堵塞:干燥后的粉末如果堆积在干燥塔锥底或旋风分离器料腿中,很容易受潮、结块,造成排料不畅甚至完全堵塞,导致停产喷雾干燥机

实现连续、稳定出料:喷雾干燥是连续进料过程,也必须连续出料才能保持系统压力平衡和稳定运行喷雾干燥机 。气扫装置确保了粉末被稳定地“扫”出系统。

防止空气倒吸:如果排料阀直接向大气开放,冷空气会被吸入干燥系统,扰乱塔内流场,降低热效率,甚至使塔壁上的粉末受潮结疤喷雾干燥机 。气扫装置通过形成一道“气锁”来防止此现象。

冷却产品:有时会使用冷空气进行气扫,可以对高温的干燥产品进行初步冷却,利于后续包装和储存喷雾干燥机

常见的气扫装置类型:

鼓形阀(旋转阀喷雾干燥机 ,Rotary Valve / Airlock Valve)

这是最经典、最常用的气扫装置喷雾干燥机

结构:由一个带有多个叶片的转子在定子壳体内旋转构成喷雾干燥机

工作原理:

上料:粉末从上方料斗落入转子的格室中喷雾干燥机

密封与输送:转子缓慢旋转,将装满粉末的格室转到下方喷雾干燥机

卸料与气扫:在下方,格室中的粉末被排出喷雾干燥机 。同时,从阀体侧面通入的少量压缩空气(即“扫荡气”) 吹扫格室和卸料口,防止粉末残留和堵塞,并将粉末吹送至下游设备(如包装机或输送系统)。

核心作用:它同时起到了连续排料和气体密封的作用,是维持系统负压稳定的关键部件喷雾干燥机

涡流气封(Fluid Seal / Vortex Mill)

一种无机械运动部件的气扫装置喷雾干燥机

工作原理:在排料管中创造一个旋转的气流(涡流)喷雾干燥机 。该涡流形成一个动态的“气垫”,既允许粉末在重力作用下通过,又能有效阻止气体向上倒窜。同时,底部也会通入气扫风帮助物料输送。

优点:无磨损、维护量小,适合处理磨损性强的物料喷雾干燥机

缺点:密封效果略逊于机械式的鼓形阀,会消耗更多的空气喷雾干燥机

压力喷射器(Eductor)或文丘里管(Venturi)

利用高速气流的引射原理来输送粉末喷雾干燥机

工作原理:高压空气通过一个缩径喷嘴产生高速气流,在出口处形成负压,将粉末吸入并与空气混合,然后一起被输送走喷雾干燥机

优点:结构极其简单,无运动部件,成本低喷雾干燥机

缺点:能耗高(压缩空气消耗大),输送能力和距离有限,通常用作辅助输送而非主密封排料喷雾干燥机

气扫风的来源与处理

来源:通常是经过过滤的压缩空气或常温空气喷雾干燥机

要求:必须洁净、干燥喷雾干燥机 。如果气扫风含有油、水或杂质,会污染产品,导致吸湿、结块等质量问题。

方向:扫荡气的吹入方向应设计成能最有效地“清扫”死角和促进物料流动,通常朝向出料口或容易积料的方向喷雾干燥机

总结

喷雾干燥机是一个复杂的系统,而气扫装置虽是其辅助部件,却是保证整个系统连续、稳定、高效运行的关键喷雾干燥机 。它就像一个勤恳的“清道夫”,默默无闻地负责着最后的出料环节。鼓形阀因其可靠的密封和稳定性能成为最主流的选择。选择合适类型和规格的气扫装置,对于防止生产中断、保证产品质量、提高设备利用率至关重要。

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